建設機械
【課題】キャブに対する作業機の干渉を適切に防止しつつ、作業効率を向上させることができる建設機械を提供すること。
【解決手段】旋回体上に並設されるキャブ４および作業機５を備えた建設機械１で、作業機５は、旋回体上で上下方向に揺動自在の第１ブーム５１、第１ブーム５１軸線からキャブ４側にオフセットされて第１ブーム５１に枢軸され左右に揺動自在の第２ブーム５２、第２ブーム５２で水平方向に揺動自在のブラケット５３、ブラケット５３で上下方向に揺動自在のアーム５４、およびアーム５４に枢軸されたバケット５５を備え、第２ブーム５２をキャブ４側に最も揺動させたときに、バケット５５がオペレータシート４１の高さ位置より下側で旋回体およびキャブ４と干渉しない軌跡を描き、バケット５５およびキャブ４の干渉を防止する干渉防止動作を規制する減速制御規制手段を備えている。
【解決手段】旋回体上に並設されるキャブ４および作業機５を備えた建設機械１で、作業機５は、旋回体上で上下方向に揺動自在の第１ブーム５１、第１ブーム５１軸線からキャブ４側にオフセットされて第１ブーム５１に枢軸され左右に揺動自在の第２ブーム５２、第２ブーム５２で水平方向に揺動自在のブラケット５３、ブラケット５３で上下方向に揺動自在のアーム５４、およびアーム５４に枢軸されたバケット５５を備え、第２ブーム５２をキャブ４側に最も揺動させたときに、バケット５５がオペレータシート４１の高さ位置より下側で旋回体およびキャブ４と干渉しない軌跡を描き、バケット５５およびキャブ４の干渉を防止する干渉防止動作を規制する減速制御規制手段を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械に係り、より具体的には、オフセットブームを備えた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、オフセットブームを備えた油圧ショベル等の建設機械が知られている。この油圧ショベルは、走行装置上に旋回可能に設けられた旋回体と、旋回体上に設けられたキャブと、旋回体上のキャブ横に設けられた作業機とを備えて構成される。
作業機は、さらに、第１ブーム、オフセットブームである第２ブーム、ブラケット、アーム、およびバケットを備え、第１ブームが、旋回体に上下方向に揺動自在に枢軸されている。この第１ブームの軸線上の先端には、第２ブームが水平方向に揺動自在に枢軸され、第２ブームの先端には、ブラケットが水平方向に揺動自在に枢軸されている。
ここで、ブラケットと第１ブーム先端部とは、それぞれの側方においてリンクロッドで連結され、第２ブームとともに４節平行リンク機構を構成している。そして、ブラケットには、アームが上下方向に揺動自在に枢軸され、アームの先端には、バケットが、横軸回りに揺動自在に枢軸されている。
【０００３】
このような油圧ショベルでは、４節平行リンク機構を構成する第２ブームの基端側と先端側のブラケットとがオフセットシリンダで連結されており、このオフセットシリンダの伸縮によって第２ブームを第１ブームに対して左右に揺動させて、ブラケットの位置を第１ブームの軸線に対しオフセットさせることが可能である。
これにより、ブラケットに連結されたアームや、アームに連結されたバケットの位置を、第１ブームの軸線に対し自由に車幅方向にオフセットさせることができるため、隣地の壁等が迫った境界部分であっても、バケットをオフセットさせることで掘削作業が容易に行える。
【０００４】
ところで、図８に示すように、このようなオフセットブームを備えた従来の油圧ショベル１００では、第２ブームを左側に揺動させてバケットをキャブ側にオフセットさせた状態で、第１ブームおよびアームを上下に揺動させると、バケットの先端は、図８の一点鎖線に示すように、キャブと旋回体とを上下方向に横切るような軌跡を描く。つまり、この状態で第１ブームを上側に揺動させ、さらにアームを下側に揺動させてバケットをキャブ側に寄せすぎると、バケットがキャブや旋回体と干渉してしまう。そこで、キャブおよび旋回体の前面やキャブの側面に干渉防止領域を設定し、この干渉防止領域内にバケットが位置する場合に作業機の動作を制限する干渉防止装置を備えた油圧ショベルが知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６００５０号公報
【特許文献２】特開平８−３３３７６７号公報
【特許文献３】特開平５−２４７９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これら各特許文献に記載の油圧ショベルにおいては、干渉防止領域がキャブ前面およびその延長上の旋回体の前面全てに設定されているため、比較的作業頻度の高い位置である、キャブ前方でオペレータシートよりも下側にバケットが位置しているときに、バケットが干渉防止領域内に位置していると判定されてしまう。従って、このようにキャブの前方下側でバケットを動作させる作業においては、干渉防止装置が作動することで作業機の動作が頻繁に制限されてしまい、作業効率の低下を招くという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、キャブに対する作業機の干渉を適切に防止しつつ、作業効率を向上させることができる建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る建設機械は、走行装置上に旋回可能に設けられる旋回体と、前記旋回体上に設けられるキャブおよび作業機とを備えた建設機械であって、前記キャブおよび前記作業機は、前記旋回体の前方を前記走行装置の走行方向に向けたときに、前記走行方向に直交する車幅方向に並設され、前記作業機は、前記旋回体に上下方向に揺動自在に枢軸された第１ブームと、前記第１ブームに対して左右に揺動自在に枢軸された第２ブームと、前記第２ブームの先端に水平方向に揺動自在に枢軸されたブラケットと、前記ブラケットに上下方向に揺動自在に枢軸されたアームと、前記アームに揺動自在に枢軸されたバケットとを備え、前記第１ブームにおける前記第２ブームの枢軸位置は、前記第１ブームの軸線から前記キャブ側にオフセットされ、前記第２ブームを前記キャブ側に最も揺動させ、前記バケットを前記旋回体に最も接近させたときに、前記バケットが、前記キャブ内のオペレータシートの高さ位置よりも下側で前記旋回体および前記キャブと干渉しない軌跡を描き、前記バケットおよび前記キャブの干渉を防止する干渉防止装置を備え、この干渉防止装置は、前記キャブに対する前記バケットの位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出された前記バケットの位置に基づいて、前記バケットを減速させる減速制御手段と、前記バケットが前記オペレータシートの高さ位置よりも下側にあるときに、前記減速制御手段の動作を規制する減速制御規制手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る建設機械は、第１発明において、前記旋回体における前記第１ブームの枢軸位置は、前記オペレータシートと前記キャブの床面との間にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、第２ブームをキャブ側に最も揺動させ、バケットを旋回体に最も接近させたときに、キャブ内のオペレータシートの高さ位置よりも下側で、バケットが旋回体およびキャブと干渉しない軌跡を描くため、バケットが前記旋回体および前記キャブと干渉するのを気にせずに作業を行うことができ、作業効率を向上させることができる。
また、バケットおよびキャブの干渉を防止する干渉防止装置を備え、干渉防止装置は、バケットの位置に基づいてバケットを減速させる減速制御手段と、バケットがオペレータシートの高さ位置よりも下側にあるときに、減速制御手段の動作を規制する減速制御規制手段とを備えているため、キャブ前方でオペレータシートよりも下方側にバケットが位置しているときに、バケットが干渉防止領域内に位置していると判定されることがない。従って、この範囲での作業時に干渉防止装置が頻繁に作動して作業が停止するのを防ぐことができ、作業効率を向上させることができる。
【００１１】
第２発明によれば、旋回体における第１ブームの枢軸位置が、オペレータシートとキャブの床面との間にあるため、この枢軸位置を基準に動作するバケットの先端の軌跡が、全体的に上側に移動する。ここで、バケットは、当該枢軸位置の高さでキャブから水平方向に最も遠くなる軌跡を描くが、この部分の軌跡もオペレータシート側に上がることになる。これにより、バケットがキャブと干渉しない範囲をオペレータシート近傍まで引き上げることができるため、干渉防止装置の作動範囲をオペレータシートよりも上側に設定しても、バケットが旋回体およびキャブと干渉することがない。従って、キャブに対する作業機の干渉を適切に防止しつつ、キャブ前方で作業頻度の高いオペレータシート下側での干渉防止装置の作動を回避でき、作業効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［１］全体構成
図１、図２において、油圧ショベル１は、走行装置２、旋回体３、キャブ４、および作業機５を備えて構成される。
走行装置２は、旋回体３の直下に設けられる図示を省略したトラックフレームと、このトラックフレームにおいて走行方向に直交する車幅方向の両端に設けられた一対の走行体２１とを備えて構成される。走行体２１は、トラックフレームに突設された駆動輪および遊動輪に巻回される履帯２２を備えて構成され、駆動輪を駆動させることによって、履帯２２の延出方向に沿って油圧ショベル１を前後進させる。
【００１３】
走行装置２のトラックフレーム上には、旋回体３が旋回可能に設けられている。旋回体３の中心から偏心した位置にはキャブ４が設けられ、このキャブ４内にオペレータが乗車して油圧ショベル１を操縦する。キャブ４内にはオペレータシート４１が設けられ、オペレータシート４１の両脇には、図示しない作業機レバーが設けられている。また、図示を省略するが、キャブ４の床面４２には、走行操作用の走行レバーと、オフセット操作用の操作ペダルとが設けられている。そして、このキャブ４の右側に、作業機５が設けられている。すなわち、キャブ４と作業機５とは、旋回体３の前方を走行装置２の走行方向に向けた状態において、旋回体３上で車幅方向に並設されている。
【００１４】
［２］作業機５の詳細構成
図１および図２に示すように、作業機５は、第１ブーム５１、第２ブーム５２、ブラケット５３、アーム５４、およびバケット５５と、これら各要素を動作させるためのブームシリンダ５１Ａ、オフセットシリンダ５２Ａ、アームシリンダ５４Ａ、およびバケットシリンダ５５Ａとを備えている。ここで、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａ，５５Ａは油圧シリンダであり、その油圧源は、旋回体３に設けられた図示しないエンジンで駆動される油圧ポンプである。
【００１５】
第１ブーム５１は、基端側がオペレータシート４１と床面４２との間の高さで、フートピン５１Ｂによって旋回体３に枢軸されており、第１ブーム５１の先端部と旋回体３とを第１ブーム５１の下方で連結するブームシリンダ５１Ａの伸縮により、上下方向に揺動可能である。そして、第１ブーム５１は、旋回体３に支承された状態で、第１ブーム５１の軸方向からオフセットするように屈曲された屈曲部５１１を先端側に、第１ブーム５１が水平方向となす角度であるブーム角を検出するポテンショメータを基端側に、それぞれ備えている。このような構成の第１ブーム５１の先端には、第２ブーム５２がピン５１Ｃによって枢軸されている。
【００１６】
第２ブーム５２は、内部に空間を有する筒状体から構成され、屈曲部５１１の先端において、第１ブーム５１の軸線からキャブ４側へオフセットされた位置で第１ブームに対して左右に揺動自在に枢軸されている。第２ブーム５２の基端部には、図３にも示すように、ポテンショメータ５２Ｂが設けられており、図４に示される、第１ブーム５１の軸線に対して第２ブーム５２の軸線がなす角であるオフセット角θ2を検出する。
【００１７】
図１および図２に戻り、このような構成の第２ブーム５２の先端部と第１ブーム５１の屈曲部５１１とは、それぞれの左側において、オフセットシリンダ５２Ａで連結されている。すなわち、オフセットシリンダ５２Ａのシリンダロッドの先端が、ピン５２Ｃによって第２ブーム５２の先端部に枢軸され、オフセットシリンダ５２Ａのシリンダボトムが、ピン５１Ｄによって屈曲部５１１に枢軸されている。そして、この第２ブーム５２に、ブラケット５３が連結されている。
【００１８】
ブラケット５３は、図示しないピンによって、第２ブーム５２の先端で水平方向に揺動自在に枢軸されており、ブラケット５３と第１ブーム５１の屈曲部５１１とは、それぞれの左側において、リンクロッド５２Ｄで連結されている。すなわち、リンクロッド５２Ｄは、その一端がピン５３Ａによってブラケット５３に枢軸され、他端がピン５１Ｄによって屈曲部５１１に枢軸されている。
【００１９】
これら第１ブーム５１の屈曲部５１１、第２ブーム５２、ブラケット５３、およびリンクロッド５２Ｄによって４節の平行リンク機構が構成され、屈曲部５１１と第２ブーム５２の先端部を連結するオフセットシリンダ５２Ａの伸縮により、ブラケット５３が第１ブーム５１の軸線に対して揺動する。そして、このブラケット５３に、アーム５４が連結されている。
【００２０】
アーム５４は、ブラケット５３の先端に上下方向に揺動自在に枢軸されている。アーム５４の枢軸部分の近傍には、アームシリンダ５４Ａを取り付けるためのシリンダ取付部５４１が設けられ、シリンダ取付部５４１には、ブラケット５３に対するアーム５４の揺動角度であるアーム角を検出するためのポテンショメータ５４Ｂが設けられている。
ここで、アームシリンダ５４Ａは、上下方向に揺動可能なように、シリンダ本体部分がブラケット５３に、シリンダロッドの先端がシリンダ取付部５４１に、それぞれ枢軸されている。アーム５４は、このアームシリンダ５４Ａの伸縮によって、第２ブーム５２に対して曲がる方向や伸びる方向に揺動する。そして、アーム５４の先端には、バケット５５が取り付けられている。
【００２１】
バケット５５は、実際に掘削を行ったり、掘削された土砂をダンプトラック等に積み込んだりする部分であり、アーム５４の先端に横軸回りに揺動自在に枢軸されている。バケット５５とアーム５４のシリンダ取付部５４１とは、バケットシリンダ５５Ａで連結されており、このバケットシリンダ５５Ａを伸縮することで、バケット５５が揺動する。
【００２２】
［３］油圧ショベル１の作用
以上のような構成の油圧ショベル１では、図４に示すように、前述した平行リンクの動きから、ブラケット５３に連結されたアーム５４、およびアーム５４に連結されたバケット５５を、第１ブーム５１の軸線に対し左右に平行にオフセットさせることができる。すなわち、オフセットシリンダ５２Ａを縮めることにより、第２ブーム５２が左側に揺動し、これによりアーム５４およびバケット５５の位置が第１ブーム５１の軸線に対して左側にオフセットする。これとは反対に、オフセットシリンダ５２Ａを伸ばした場合には、第２ブーム５２が左側に揺動し、これによりアーム５４およびバケット５５の位置が第１ブーム５１の軸線に対して右側にオフセットする。
【００２３】
ここで、第２ブーム５２を左側に揺動させた場合のオフセット角θ2は、ピン５１Ｃの位置をキャブ４側へオフセットさせた分だけ、従来に較べて小さくて済む。オフセット角θ2が小さて済むため、図５の一点鎖線に示すように、左側にオフセットさせた際のバケット５５先端の軌跡は、図５に実線で示されるオフセット角θ2がゼロの場合の軌跡近くにまで、前方に移動することになる。
【００２４】
さらに、図５に示すように、フートピン５１Ｂの位置を高くしてオペレータシート４１と床面４２との間に位置させたことで、オフセット角θ2がゼロの場合のバケット５５先端の軌跡、および左側にオフセットさせた際のバケット５５の軌跡とも、全体的に上側に移動する。そして、バケット５５の先端の軌跡は、バケット５５がフートピン５１Ｂの高さでキャブ４から最も遠くに位置するように描かれるため、この最も遠くに描かれる部分が、軌跡全体の上側への移動によって、オペレータシート４１の高さ近傍にまで上がることになる。従って、第２ブーム５２を左側に揺動させて、バケット５５を左側にオフセットさせた状態であっても、バケット５５は、従来のようにキャブ４の床面４２からオペレータシート４１の間で干渉することがなくなり、オペレータシート４１の高さ位置よりも下方では、旋回体３やキャブ４と干渉しないような軌跡を描くのである。
【００２５】
一方、バケット５５およびキャブ４間の干渉は干渉防止装置により防止され、その作動範囲である干渉防止領域を構成する停止領域Ａおよび減速領域Ｂは、図５にハッチングで示すように、キャブ４の前面およびキャブ４の右側の側面で、オペレータシート４１の座面近傍よりも上方に設定されている。干渉防止装置は、このような設定の停止領域Ａ内に作業機５が位置した場合にのみ作業機５を自動停止させ、減速領域Ｂ内に作業機５が位置した場合にのみ作業機５を自動減速させることで、バケット５５およびキャブ４間の干渉を防止する。作業機５をこのように動作させるための制御、つまり干渉防止制御は、干渉防止装置のコントローラによって行われる。
【００２６】
［４］コントローラによる干渉防止制御の制御構造
次に、図６を参照して、コントローラによる干渉防止制御の制御構造について説明する。
図６に示す構成の干渉防止装置６において、コントローラ７は、バケット５５の干渉防止制御を行うとともに、バケット５５を減速させる動作を規制する減速制御規制手段として構成されている。コントローラ７の入力側には、作業機レバー４３および操作ペダル４４が電気的に接続され、また、それぞれ位置検出手段として、第１ブーム５１の基端部分に設けられたポテンショメータ５１Ｅ、第２ブーム５２に設けられたポテンショメータ５２Ｂ、およびアーム５４に設けられたポテンショメータ５４Ｂが電気的に接続されている。ポテンショメータ５１Ｅは、第１ブーム５１が水平方向となす角度であるブーム角θ1を検出し、ポテンショメータ５２Ｂは、第２ブーム５２のオフセット角θ2を検出する。また、ポテンショメータ５４Ｂはアーム５４のアーム角θ3を検出し、検出されたこれらの角度θ1，θ2，θ3の信号値は、それぞれコントローラ７に出力される。
【００２７】
一方、コントローラ７の出力側には、それぞれバケット５５を減速させる減速制御手段として、第１ブーム５１の上昇方向の揺動動作を制御するための第１ブーム上昇制御用電磁弁５１Ｆ、第２ブーム５２の左側への揺動動作を制御するための第２ブーム揺動制御用電磁弁５２Ｅ、およびブラケット５３に対するアーム５４の曲げ方向の揺動動作を制御するためのアーム曲げ制御用電磁弁５４Ｃが電気的に接続されている。これらの電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃは、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａと、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａ用にそれぞれ設けられた図示を略する方向制御弁とをつなぐ油圧回路の途中に設けられ、その開閉を制御することで、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａへの圧油の流量を変化させることができる。
【００２８】
コントローラ７は、各ポテンショメータ５１Ｅ，５２Ｂ，５４Ｂからの検出信号に基づき、バケット５５を減速させるための制御指令を各電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃに出力する部分であり、位置演算手段７１、干渉防止領域記憶手段７２、領域判定手段７３、および制御指令出力手段７４を備えて構成される。このうちの干渉防止領域記憶手段７２および領域判定手段７３は、各電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃの動作を規制する減速制御規制手段としても機能する。
位置演算手段７１は、各ポテンショメータ５１Ｅ，５２Ｂ，５４Ｂからそれぞれ出力される、第１ブーム５１のブーム角θ1、第２ブーム５２のオフセット角θ2、およびアーム５４のアーム角θ3に基づいて、アーム５４の先端の位置を算出する。
【００２９】
干渉防止領域記憶手段７２は、前述したようにオペレータシート４１よりも上方に設定されて干渉防止領域を構成する停止領域Ａおよび減速領域Ｂを、位置座標形式で記憶している。ここで、干渉防止領域は、バケット５５の寸法を考慮した上で、バケット５５が旋回体３やキャブ４と干渉しないような範囲に設定されている。
領域判定手段７３は、位置演算手段７１で算出されたアーム５４の先端の位置と、干渉防止領域記憶手段７２に記憶されている干渉防止領域の記憶値とに基づき、バケット５５が停止領域Ａ内または減速領域Ｂ内に位置しているか否かを判定する。
【００３０】
制御指令出力手段７４は、領域判定手段７３の判定結果に基づき、第１ブーム上昇制御用電磁弁５１Ｆ、第２ブーム揺動制御用電磁弁５２Ｅ、およびアーム曲げ制御用電磁弁５４Ｃに、それぞれ制御指令を出力する。ここで、各電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃは、制御指令出力手段７４からの制御指令の出力に応じて、より具体的には制御指令出力手段７４からの出力電流値に応じて弁の開度が変化する。これにより、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａへの圧油の流量を電流値に応じてリニアに変化させることができるため、第１ブーム５１、第２ブーム５２、およびアーム５４の動作速度を細かく変化させることができる。
【００３１】
［５］コントローラ７による制御作用
次に、コントローラ７による制御作用について、図７に基づき説明する。
先ず、コントローラ７は、各ポテンショメータ５１Ｅ，５２Ｂ，５４Ｂから、角度θ1，θ2，θ3をそれぞれ読み込む（ステップＳ１）。次に、位置演算手段７１は、この角度θ1，θ2，θ3の値を用いて、アーム５４の先端位置を算出する（ステップＳ２）。
【００３２】
そして、領域判定手段７３は、位置演算手段７１で算出されたアーム５４の先端位置と、干渉防止領域記憶手段７２に記憶されている記憶値とに基づき、バケット５５が干渉防止領域内に位置しているか否か、具体的には、バケット５５が停止領域Ａ内、減速領域Ｂ内、または減速領域Ｂの外側のどの領域に位置しているかを判定する（ステップＳ３）。バケット５５がキャブ４前方でオペレータシート４１の下方側に位置している場合には、ここでの判定によって、バケット５５が干渉防止領域内に位置していないと判断される。これにより、バケット５５を減速させる動作が規制される。
【００３３】
バケット５５が干渉防止領域内に位置していると判定された場合に、コントローラ７は、第１ブーム５１を上昇させる方向にレバー操作されているか否か（ステップＳ４）、アーム５４を曲げる方向にレバー操作されているか否か（ステップＳ６）、および第２ブーム５２を左側に揺動させる方向にペダル操作されているか否か（ステップＳ８）を順次判定する。これにより、バケット５５が干渉防止領域内に位置している場合であっても、オペレータがバケット５５をさらにキャブ４側に移動させる操作をしているのか、それとも干渉防止領域から退避させる操作をしているのかが区別される。
【００３４】
そして、制御指令出力手段７４は、第１ブーム５１を上昇させる操作がされていると判定された場合には、第１ブーム上昇制御用電磁弁５１Ｆに制御指令を出力し（ステップＳ５）、アーム５４を曲げる操作がされていると判定された場合には、アーム曲げ制御用電磁弁５４Ｃに制御指令を出力する（ステップＳ７）。さらに、制御指令出力手段７４は、第２ブーム５２を左側に揺動させる操作がされていると判定された場合には、第２ブーム揺動制御用電磁弁５２Ｅに制御指令を出力する（ステップＳ９）。この際、制御指令出力手段７４は、バケット５５が停止領域Ａ内に位置している場合には、キャブ４側への動作が要求されている対象部位を停止させる制御指令を、その対象部位に対応した電磁弁に出力し、減速領域Ｂ内に位置している場合には、減速させる制御指令を、その対象部位に対応した電磁弁に出力する。
【００３５】
一方、制御指令出力手段７４は、バケット５５が干渉防止領域内に位置していないと判定された場合や、干渉防止領域内に位置している場合でもオペレータが作業機５を干渉防止領域から退避させる操作をしていると判定された場合には、各電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃに制御指令を出力しない。
【００３６】
このように、コントローラ７は、バケット５５が干渉防止領域内に位置しているにもかかわらず、キャブ４側に移動させる操作がされているか否かを判定し、その上でオペレータの要求を操作対象ごとに個別に判定して、要求された操作対象に対応する電磁弁のみに制御指令を出力するため、作業機５の動作が不要に制限されるのを回避することができる。
【００３７】
［６］実施形態の変形
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記実施形態では、旋回体３の前方を走行装置２の走行方向に向けた状態において、キャブ４が旋回体３の左側に設けられ、作業機５がその右側に設けられていたが、これに限られず、それぞれの位置関係が逆であってもよい。この場合には、ピン５１Ｃの位置が第１ブーム５１の軸線から右側にオフセットされるとともに、第２ブーム揺動制御用電磁弁５２Ｅが、第２ブーム５２の右側への揺動動作を制御するように油圧回路中に配置される必要がある。
【００３８】
前記実施形態では、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａと、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａ用にそれぞれ設けられた方向制御弁とをつなぐ油圧回路の途中に設けられ、電流で制御される電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃが用いられていたがこれに限られない。要は、第１ブーム５１の上昇方向の揺動動作、第２ブーム５２のキャブ側への揺動動作、およびブラケット５３に対するアーム５４の曲げ方向の揺動動作を制御することができればよく、この要件を満たす範囲内で、他の構成の電磁弁を用いたり、電磁弁が油圧回路の他の位置に設けられたりしてもよい。
【００３９】
前記実施形態では、アーム５４の先端にバケット５５が取り付けられていたがこれに限られず、他のアタッチメントが取り付けられてもよい。
前記実施形態では油圧ショベル１が用いられていたがこれに限られず、オフセットブームを備えるものであれば、他の建設機械であってもよい。
その他、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、油圧ショベルに利用できるほか、オフセットブームを備えたあらゆる建設機械に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る建設機械を示す側面図である。
【図２】前記実施形態における建設機械を示す平面図である。
【図３】前記実施形態における建設機械の第１ブームおよび第２ブームの連結部を部分拡大して示す斜視図である。
【図４】前記実施形態における建設機械の作業機の動きを示す図である。
【図５】前記実施形態における建設機械のバケット先端の作動軌跡を示す図である。
【図６】前記実施形態におけるコントローラの制御構造を示すブロック図である。
【図７】前記実施形態におけるコントローラの作用を示すフローチャート。
【図８】従来の建設機械のバケット先端の作動軌跡を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…油圧ショベル（建設機械）、２…走行装置、３…旋回体、４…キャブ、５…作業機、６…干渉防止装置、４１…オペレータシート、４２…床面、５１…第１ブーム、５２…第２ブーム、５３…ブラケット、５４…アーム、５５…バケット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械に係り、より具体的には、オフセットブームを備えた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、オフセットブームを備えた油圧ショベル等の建設機械が知られている。この油圧ショベルは、走行装置上に旋回可能に設けられた旋回体と、旋回体上に設けられたキャブと、旋回体上のキャブ横に設けられた作業機とを備えて構成される。
作業機は、さらに、第１ブーム、オフセットブームである第２ブーム、ブラケット、アーム、およびバケットを備え、第１ブームが、旋回体に上下方向に揺動自在に枢軸されている。この第１ブームの軸線上の先端には、第２ブームが水平方向に揺動自在に枢軸され、第２ブームの先端には、ブラケットが水平方向に揺動自在に枢軸されている。
ここで、ブラケットと第１ブーム先端部とは、それぞれの側方においてリンクロッドで連結され、第２ブームとともに４節平行リンク機構を構成している。そして、ブラケットには、アームが上下方向に揺動自在に枢軸され、アームの先端には、バケットが、横軸回りに揺動自在に枢軸されている。
【０００３】
このような油圧ショベルでは、４節平行リンク機構を構成する第２ブームの基端側と先端側のブラケットとがオフセットシリンダで連結されており、このオフセットシリンダの伸縮によって第２ブームを第１ブームに対して左右に揺動させて、ブラケットの位置を第１ブームの軸線に対しオフセットさせることが可能である。
これにより、ブラケットに連結されたアームや、アームに連結されたバケットの位置を、第１ブームの軸線に対し自由に車幅方向にオフセットさせることができるため、隣地の壁等が迫った境界部分であっても、バケットをオフセットさせることで掘削作業が容易に行える。
【０００４】
ところで、図８に示すように、このようなオフセットブームを備えた従来の油圧ショベル１００では、第２ブームを左側に揺動させてバケットをキャブ側にオフセットさせた状態で、第１ブームおよびアームを上下に揺動させると、バケットの先端は、図８の一点鎖線に示すように、キャブと旋回体とを上下方向に横切るような軌跡を描く。つまり、この状態で第１ブームを上側に揺動させ、さらにアームを下側に揺動させてバケットをキャブ側に寄せすぎると、バケットがキャブや旋回体と干渉してしまう。そこで、キャブおよび旋回体の前面やキャブの側面に干渉防止領域を設定し、この干渉防止領域内にバケットが位置する場合に作業機の動作を制限する干渉防止装置を備えた油圧ショベルが知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６００５０号公報
【特許文献２】特開平８−３３３７６７号公報
【特許文献３】特開平５−２４７９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これら各特許文献に記載の油圧ショベルにおいては、干渉防止領域がキャブ前面およびその延長上の旋回体の前面全てに設定されているため、比較的作業頻度の高い位置である、キャブ前方でオペレータシートよりも下側にバケットが位置しているときに、バケットが干渉防止領域内に位置していると判定されてしまう。従って、このようにキャブの前方下側でバケットを動作させる作業においては、干渉防止装置が作動することで作業機の動作が頻繁に制限されてしまい、作業効率の低下を招くという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、キャブに対する作業機の干渉を適切に防止しつつ、作業効率を向上させることができる建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る建設機械は、走行装置上に旋回可能に設けられる旋回体と、前記旋回体上に設けられるキャブおよび作業機とを備えた建設機械であって、前記キャブおよび前記作業機は、前記旋回体の前方を前記走行装置の走行方向に向けたときに、前記走行方向に直交する車幅方向に並設され、前記作業機は、前記旋回体に上下方向に揺動自在に枢軸された第１ブームと、前記第１ブームに対して左右に揺動自在に枢軸された第２ブームと、前記第２ブームの先端に水平方向に揺動自在に枢軸されたブラケットと、前記ブラケットに上下方向に揺動自在に枢軸されたアームと、前記アームに揺動自在に枢軸されたバケットとを備え、前記第１ブームにおける前記第２ブームの枢軸位置は、前記第１ブームの軸線から前記キャブ側にオフセットされ、前記第２ブームを前記キャブ側に最も揺動させ、前記バケットを前記旋回体に最も接近させたときに、前記バケットが、前記キャブ内のオペレータシートの高さ位置よりも下側で前記旋回体および前記キャブと干渉しない軌跡を描き、前記バケットおよび前記キャブの干渉を防止する干渉防止装置を備え、この干渉防止装置は、前記キャブに対する前記バケットの位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出された前記バケットの位置に基づいて、前記バケットを減速させる減速制御手段と、前記バケットが前記オペレータシートの高さ位置よりも下側にあるときに、前記減速制御手段の動作を規制する減速制御規制手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る建設機械は、第１発明において、前記旋回体における前記第１ブームの枢軸位置は、前記オペレータシートと前記キャブの床面との間にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、第２ブームをキャブ側に最も揺動させ、バケットを旋回体に最も接近させたときに、キャブ内のオペレータシートの高さ位置よりも下側で、バケットが旋回体およびキャブと干渉しない軌跡を描くため、バケットが前記旋回体および前記キャブと干渉するのを気にせずに作業を行うことができ、作業効率を向上させることができる。
また、バケットおよびキャブの干渉を防止する干渉防止装置を備え、干渉防止装置は、バケットの位置に基づいてバケットを減速させる減速制御手段と、バケットがオペレータシートの高さ位置よりも下側にあるときに、減速制御手段の動作を規制する減速制御規制手段とを備えているため、キャブ前方でオペレータシートよりも下方側にバケットが位置しているときに、バケットが干渉防止領域内に位置していると判定されることがない。従って、この範囲での作業時に干渉防止装置が頻繁に作動して作業が停止するのを防ぐことができ、作業効率を向上させることができる。
【００１１】
第２発明によれば、旋回体における第１ブームの枢軸位置が、オペレータシートとキャブの床面との間にあるため、この枢軸位置を基準に動作するバケットの先端の軌跡が、全体的に上側に移動する。ここで、バケットは、当該枢軸位置の高さでキャブから水平方向に最も遠くなる軌跡を描くが、この部分の軌跡もオペレータシート側に上がることになる。これにより、バケットがキャブと干渉しない範囲をオペレータシート近傍まで引き上げることができるため、干渉防止装置の作動範囲をオペレータシートよりも上側に設定しても、バケットが旋回体およびキャブと干渉することがない。従って、キャブに対する作業機の干渉を適切に防止しつつ、キャブ前方で作業頻度の高いオペレータシート下側での干渉防止装置の作動を回避でき、作業効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［１］全体構成
図１、図２において、油圧ショベル１は、走行装置２、旋回体３、キャブ４、および作業機５を備えて構成される。
走行装置２は、旋回体３の直下に設けられる図示を省略したトラックフレームと、このトラックフレームにおいて走行方向に直交する車幅方向の両端に設けられた一対の走行体２１とを備えて構成される。走行体２１は、トラックフレームに突設された駆動輪および遊動輪に巻回される履帯２２を備えて構成され、駆動輪を駆動させることによって、履帯２２の延出方向に沿って油圧ショベル１を前後進させる。
【００１３】
走行装置２のトラックフレーム上には、旋回体３が旋回可能に設けられている。旋回体３の中心から偏心した位置にはキャブ４が設けられ、このキャブ４内にオペレータが乗車して油圧ショベル１を操縦する。キャブ４内にはオペレータシート４１が設けられ、オペレータシート４１の両脇には、図示しない作業機レバーが設けられている。また、図示を省略するが、キャブ４の床面４２には、走行操作用の走行レバーと、オフセット操作用の操作ペダルとが設けられている。そして、このキャブ４の右側に、作業機５が設けられている。すなわち、キャブ４と作業機５とは、旋回体３の前方を走行装置２の走行方向に向けた状態において、旋回体３上で車幅方向に並設されている。
【００１４】
［２］作業機５の詳細構成
図１および図２に示すように、作業機５は、第１ブーム５１、第２ブーム５２、ブラケット５３、アーム５４、およびバケット５５と、これら各要素を動作させるためのブームシリンダ５１Ａ、オフセットシリンダ５２Ａ、アームシリンダ５４Ａ、およびバケットシリンダ５５Ａとを備えている。ここで、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａ，５５Ａは油圧シリンダであり、その油圧源は、旋回体３に設けられた図示しないエンジンで駆動される油圧ポンプである。
【００１５】
第１ブーム５１は、基端側がオペレータシート４１と床面４２との間の高さで、フートピン５１Ｂによって旋回体３に枢軸されており、第１ブーム５１の先端部と旋回体３とを第１ブーム５１の下方で連結するブームシリンダ５１Ａの伸縮により、上下方向に揺動可能である。そして、第１ブーム５１は、旋回体３に支承された状態で、第１ブーム５１の軸方向からオフセットするように屈曲された屈曲部５１１を先端側に、第１ブーム５１が水平方向となす角度であるブーム角を検出するポテンショメータを基端側に、それぞれ備えている。このような構成の第１ブーム５１の先端には、第２ブーム５２がピン５１Ｃによって枢軸されている。
【００１６】
第２ブーム５２は、内部に空間を有する筒状体から構成され、屈曲部５１１の先端において、第１ブーム５１の軸線からキャブ４側へオフセットされた位置で第１ブームに対して左右に揺動自在に枢軸されている。第２ブーム５２の基端部には、図３にも示すように、ポテンショメータ５２Ｂが設けられており、図４に示される、第１ブーム５１の軸線に対して第２ブーム５２の軸線がなす角であるオフセット角θ2を検出する。
【００１７】
図１および図２に戻り、このような構成の第２ブーム５２の先端部と第１ブーム５１の屈曲部５１１とは、それぞれの左側において、オフセットシリンダ５２Ａで連結されている。すなわち、オフセットシリンダ５２Ａのシリンダロッドの先端が、ピン５２Ｃによって第２ブーム５２の先端部に枢軸され、オフセットシリンダ５２Ａのシリンダボトムが、ピン５１Ｄによって屈曲部５１１に枢軸されている。そして、この第２ブーム５２に、ブラケット５３が連結されている。
【００１８】
ブラケット５３は、図示しないピンによって、第２ブーム５２の先端で水平方向に揺動自在に枢軸されており、ブラケット５３と第１ブーム５１の屈曲部５１１とは、それぞれの左側において、リンクロッド５２Ｄで連結されている。すなわち、リンクロッド５２Ｄは、その一端がピン５３Ａによってブラケット５３に枢軸され、他端がピン５１Ｄによって屈曲部５１１に枢軸されている。
【００１９】
これら第１ブーム５１の屈曲部５１１、第２ブーム５２、ブラケット５３、およびリンクロッド５２Ｄによって４節の平行リンク機構が構成され、屈曲部５１１と第２ブーム５２の先端部を連結するオフセットシリンダ５２Ａの伸縮により、ブラケット５３が第１ブーム５１の軸線に対して揺動する。そして、このブラケット５３に、アーム５４が連結されている。
【００２０】
アーム５４は、ブラケット５３の先端に上下方向に揺動自在に枢軸されている。アーム５４の枢軸部分の近傍には、アームシリンダ５４Ａを取り付けるためのシリンダ取付部５４１が設けられ、シリンダ取付部５４１には、ブラケット５３に対するアーム５４の揺動角度であるアーム角を検出するためのポテンショメータ５４Ｂが設けられている。
ここで、アームシリンダ５４Ａは、上下方向に揺動可能なように、シリンダ本体部分がブラケット５３に、シリンダロッドの先端がシリンダ取付部５４１に、それぞれ枢軸されている。アーム５４は、このアームシリンダ５４Ａの伸縮によって、第２ブーム５２に対して曲がる方向や伸びる方向に揺動する。そして、アーム５４の先端には、バケット５５が取り付けられている。
【００２１】
バケット５５は、実際に掘削を行ったり、掘削された土砂をダンプトラック等に積み込んだりする部分であり、アーム５４の先端に横軸回りに揺動自在に枢軸されている。バケット５５とアーム５４のシリンダ取付部５４１とは、バケットシリンダ５５Ａで連結されており、このバケットシリンダ５５Ａを伸縮することで、バケット５５が揺動する。
【００２２】
［３］油圧ショベル１の作用
以上のような構成の油圧ショベル１では、図４に示すように、前述した平行リンクの動きから、ブラケット５３に連結されたアーム５４、およびアーム５４に連結されたバケット５５を、第１ブーム５１の軸線に対し左右に平行にオフセットさせることができる。すなわち、オフセットシリンダ５２Ａを縮めることにより、第２ブーム５２が左側に揺動し、これによりアーム５４およびバケット５５の位置が第１ブーム５１の軸線に対して左側にオフセットする。これとは反対に、オフセットシリンダ５２Ａを伸ばした場合には、第２ブーム５２が左側に揺動し、これによりアーム５４およびバケット５５の位置が第１ブーム５１の軸線に対して右側にオフセットする。
【００２３】
ここで、第２ブーム５２を左側に揺動させた場合のオフセット角θ2は、ピン５１Ｃの位置をキャブ４側へオフセットさせた分だけ、従来に較べて小さくて済む。オフセット角θ2が小さて済むため、図５の一点鎖線に示すように、左側にオフセットさせた際のバケット５５先端の軌跡は、図５に実線で示されるオフセット角θ2がゼロの場合の軌跡近くにまで、前方に移動することになる。
【００２４】
さらに、図５に示すように、フートピン５１Ｂの位置を高くしてオペレータシート４１と床面４２との間に位置させたことで、オフセット角θ2がゼロの場合のバケット５５先端の軌跡、および左側にオフセットさせた際のバケット５５の軌跡とも、全体的に上側に移動する。そして、バケット５５の先端の軌跡は、バケット５５がフートピン５１Ｂの高さでキャブ４から最も遠くに位置するように描かれるため、この最も遠くに描かれる部分が、軌跡全体の上側への移動によって、オペレータシート４１の高さ近傍にまで上がることになる。従って、第２ブーム５２を左側に揺動させて、バケット５５を左側にオフセットさせた状態であっても、バケット５５は、従来のようにキャブ４の床面４２からオペレータシート４１の間で干渉することがなくなり、オペレータシート４１の高さ位置よりも下方では、旋回体３やキャブ４と干渉しないような軌跡を描くのである。
【００２５】
一方、バケット５５およびキャブ４間の干渉は干渉防止装置により防止され、その作動範囲である干渉防止領域を構成する停止領域Ａおよび減速領域Ｂは、図５にハッチングで示すように、キャブ４の前面およびキャブ４の右側の側面で、オペレータシート４１の座面近傍よりも上方に設定されている。干渉防止装置は、このような設定の停止領域Ａ内に作業機５が位置した場合にのみ作業機５を自動停止させ、減速領域Ｂ内に作業機５が位置した場合にのみ作業機５を自動減速させることで、バケット５５およびキャブ４間の干渉を防止する。作業機５をこのように動作させるための制御、つまり干渉防止制御は、干渉防止装置のコントローラによって行われる。
【００２６】
［４］コントローラによる干渉防止制御の制御構造
次に、図６を参照して、コントローラによる干渉防止制御の制御構造について説明する。
図６に示す構成の干渉防止装置６において、コントローラ７は、バケット５５の干渉防止制御を行うとともに、バケット５５を減速させる動作を規制する減速制御規制手段として構成されている。コントローラ７の入力側には、作業機レバー４３および操作ペダル４４が電気的に接続され、また、それぞれ位置検出手段として、第１ブーム５１の基端部分に設けられたポテンショメータ５１Ｅ、第２ブーム５２に設けられたポテンショメータ５２Ｂ、およびアーム５４に設けられたポテンショメータ５４Ｂが電気的に接続されている。ポテンショメータ５１Ｅは、第１ブーム５１が水平方向となす角度であるブーム角θ1を検出し、ポテンショメータ５２Ｂは、第２ブーム５２のオフセット角θ2を検出する。また、ポテンショメータ５４Ｂはアーム５４のアーム角θ3を検出し、検出されたこれらの角度θ1，θ2，θ3の信号値は、それぞれコントローラ７に出力される。
【００２７】
一方、コントローラ７の出力側には、それぞれバケット５５を減速させる減速制御手段として、第１ブーム５１の上昇方向の揺動動作を制御するための第１ブーム上昇制御用電磁弁５１Ｆ、第２ブーム５２の左側への揺動動作を制御するための第２ブーム揺動制御用電磁弁５２Ｅ、およびブラケット５３に対するアーム５４の曲げ方向の揺動動作を制御するためのアーム曲げ制御用電磁弁５４Ｃが電気的に接続されている。これらの電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃは、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａと、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａ用にそれぞれ設けられた図示を略する方向制御弁とをつなぐ油圧回路の途中に設けられ、その開閉を制御することで、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａへの圧油の流量を変化させることができる。
【００２８】
コントローラ７は、各ポテンショメータ５１Ｅ，５２Ｂ，５４Ｂからの検出信号に基づき、バケット５５を減速させるための制御指令を各電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃに出力する部分であり、位置演算手段７１、干渉防止領域記憶手段７２、領域判定手段７３、および制御指令出力手段７４を備えて構成される。このうちの干渉防止領域記憶手段７２および領域判定手段７３は、各電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃの動作を規制する減速制御規制手段としても機能する。
位置演算手段７１は、各ポテンショメータ５１Ｅ，５２Ｂ，５４Ｂからそれぞれ出力される、第１ブーム５１のブーム角θ1、第２ブーム５２のオフセット角θ2、およびアーム５４のアーム角θ3に基づいて、アーム５４の先端の位置を算出する。
【００２９】
干渉防止領域記憶手段７２は、前述したようにオペレータシート４１よりも上方に設定されて干渉防止領域を構成する停止領域Ａおよび減速領域Ｂを、位置座標形式で記憶している。ここで、干渉防止領域は、バケット５５の寸法を考慮した上で、バケット５５が旋回体３やキャブ４と干渉しないような範囲に設定されている。
領域判定手段７３は、位置演算手段７１で算出されたアーム５４の先端の位置と、干渉防止領域記憶手段７２に記憶されている干渉防止領域の記憶値とに基づき、バケット５５が停止領域Ａ内または減速領域Ｂ内に位置しているか否かを判定する。
【００３０】
制御指令出力手段７４は、領域判定手段７３の判定結果に基づき、第１ブーム上昇制御用電磁弁５１Ｆ、第２ブーム揺動制御用電磁弁５２Ｅ、およびアーム曲げ制御用電磁弁５４Ｃに、それぞれ制御指令を出力する。ここで、各電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃは、制御指令出力手段７４からの制御指令の出力に応じて、より具体的には制御指令出力手段７４からの出力電流値に応じて弁の開度が変化する。これにより、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａへの圧油の流量を電流値に応じてリニアに変化させることができるため、第１ブーム５１、第２ブーム５２、およびアーム５４の動作速度を細かく変化させることができる。
【００３１】
［５］コントローラ７による制御作用
次に、コントローラ７による制御作用について、図７に基づき説明する。
先ず、コントローラ７は、各ポテンショメータ５１Ｅ，５２Ｂ，５４Ｂから、角度θ1，θ2，θ3をそれぞれ読み込む（ステップＳ１）。次に、位置演算手段７１は、この角度θ1，θ2，θ3の値を用いて、アーム５４の先端位置を算出する（ステップＳ２）。
【００３２】
そして、領域判定手段７３は、位置演算手段７１で算出されたアーム５４の先端位置と、干渉防止領域記憶手段７２に記憶されている記憶値とに基づき、バケット５５が干渉防止領域内に位置しているか否か、具体的には、バケット５５が停止領域Ａ内、減速領域Ｂ内、または減速領域Ｂの外側のどの領域に位置しているかを判定する（ステップＳ３）。バケット５５がキャブ４前方でオペレータシート４１の下方側に位置している場合には、ここでの判定によって、バケット５５が干渉防止領域内に位置していないと判断される。これにより、バケット５５を減速させる動作が規制される。
【００３３】
バケット５５が干渉防止領域内に位置していると判定された場合に、コントローラ７は、第１ブーム５１を上昇させる方向にレバー操作されているか否か（ステップＳ４）、アーム５４を曲げる方向にレバー操作されているか否か（ステップＳ６）、および第２ブーム５２を左側に揺動させる方向にペダル操作されているか否か（ステップＳ８）を順次判定する。これにより、バケット５５が干渉防止領域内に位置している場合であっても、オペレータがバケット５５をさらにキャブ４側に移動させる操作をしているのか、それとも干渉防止領域から退避させる操作をしているのかが区別される。
【００３４】
そして、制御指令出力手段７４は、第１ブーム５１を上昇させる操作がされていると判定された場合には、第１ブーム上昇制御用電磁弁５１Ｆに制御指令を出力し（ステップＳ５）、アーム５４を曲げる操作がされていると判定された場合には、アーム曲げ制御用電磁弁５４Ｃに制御指令を出力する（ステップＳ７）。さらに、制御指令出力手段７４は、第２ブーム５２を左側に揺動させる操作がされていると判定された場合には、第２ブーム揺動制御用電磁弁５２Ｅに制御指令を出力する（ステップＳ９）。この際、制御指令出力手段７４は、バケット５５が停止領域Ａ内に位置している場合には、キャブ４側への動作が要求されている対象部位を停止させる制御指令を、その対象部位に対応した電磁弁に出力し、減速領域Ｂ内に位置している場合には、減速させる制御指令を、その対象部位に対応した電磁弁に出力する。
【００３５】
一方、制御指令出力手段７４は、バケット５５が干渉防止領域内に位置していないと判定された場合や、干渉防止領域内に位置している場合でもオペレータが作業機５を干渉防止領域から退避させる操作をしていると判定された場合には、各電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃに制御指令を出力しない。
【００３６】
このように、コントローラ７は、バケット５５が干渉防止領域内に位置しているにもかかわらず、キャブ４側に移動させる操作がされているか否かを判定し、その上でオペレータの要求を操作対象ごとに個別に判定して、要求された操作対象に対応する電磁弁のみに制御指令を出力するため、作業機５の動作が不要に制限されるのを回避することができる。
【００３７】
［６］実施形態の変形
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記実施形態では、旋回体３の前方を走行装置２の走行方向に向けた状態において、キャブ４が旋回体３の左側に設けられ、作業機５がその右側に設けられていたが、これに限られず、それぞれの位置関係が逆であってもよい。この場合には、ピン５１Ｃの位置が第１ブーム５１の軸線から右側にオフセットされるとともに、第２ブーム揺動制御用電磁弁５２Ｅが、第２ブーム５２の右側への揺動動作を制御するように油圧回路中に配置される必要がある。
【００３８】
前記実施形態では、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａと、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５４Ａ用にそれぞれ設けられた方向制御弁とをつなぐ油圧回路の途中に設けられ、電流で制御される電磁弁５１Ｆ，５２Ｅ，５４Ｃが用いられていたがこれに限られない。要は、第１ブーム５１の上昇方向の揺動動作、第２ブーム５２のキャブ側への揺動動作、およびブラケット５３に対するアーム５４の曲げ方向の揺動動作を制御することができればよく、この要件を満たす範囲内で、他の構成の電磁弁を用いたり、電磁弁が油圧回路の他の位置に設けられたりしてもよい。
【００３９】
前記実施形態では、アーム５４の先端にバケット５５が取り付けられていたがこれに限られず、他のアタッチメントが取り付けられてもよい。
前記実施形態では油圧ショベル１が用いられていたがこれに限られず、オフセットブームを備えるものであれば、他の建設機械であってもよい。
その他、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、油圧ショベルに利用できるほか、オフセットブームを備えたあらゆる建設機械に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る建設機械を示す側面図である。
【図２】前記実施形態における建設機械を示す平面図である。
【図３】前記実施形態における建設機械の第１ブームおよび第２ブームの連結部を部分拡大して示す斜視図である。
【図４】前記実施形態における建設機械の作業機の動きを示す図である。
【図５】前記実施形態における建設機械のバケット先端の作動軌跡を示す図である。
【図６】前記実施形態におけるコントローラの制御構造を示すブロック図である。
【図７】前記実施形態におけるコントローラの作用を示すフローチャート。
【図８】従来の建設機械のバケット先端の作動軌跡を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…油圧ショベル（建設機械）、２…走行装置、３…旋回体、４…キャブ、５…作業機、６…干渉防止装置、４１…オペレータシート、４２…床面、５１…第１ブーム、５２…第２ブーム、５３…ブラケット、５４…アーム、５５…バケット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行装置上に旋回可能に設けられる旋回体と、前記旋回体上に設けられるキャブおよび作業機とを備えた建設機械であって、
前記キャブおよび前記作業機は、前記旋回体の前方を前記走行装置の走行方向に向けたときに、前記走行方向に直交する車幅方向に並設され、
前記作業機は、
前記旋回体に上下方向に揺動自在に枢軸された第１ブームと、
前記第１ブームに対して左右に揺動自在に枢軸された第２ブームと、
前記第２ブームの先端に水平方向に揺動自在に枢軸されたブラケットと、
前記ブラケットに上下方向に揺動自在に枢軸されたアームと、
前記アームに揺動自在に枢軸されたバケットとを備え、
前記第１ブームにおける前記第２ブームの枢軸位置は、前記第１ブームの軸線から前記キャブ側にオフセットされ、
前記第２ブームを前記キャブ側に最も揺動させ、前記バケットを前記旋回体に最も接近させたときに、前記バケットが、前記キャブ内のオペレータシートの高さ位置よりも下側で前記旋回体および前記キャブと干渉しない軌跡を描き、
前記バケットおよび前記キャブの干渉を防止する干渉防止装置を備え、
この干渉防止装置は、
前記キャブに対する前記バケットの位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段で検出された前記バケットの位置に基づいて、前記バケットを減速させる減速制御手段と、
前記バケットが前記オペレータシートの高さ位置よりも下側にあるときに、前記減速制御手段の動作を規制する減速制御規制手段とを備えている
ことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械において、
前記旋回体における前記第１ブームの枢軸位置は、前記オペレータシートと前記キャブの床面との間にある
ことを特徴とする建設機械。
【請求項１】
走行装置上に旋回可能に設けられる旋回体と、前記旋回体上に設けられるキャブおよび作業機とを備えた建設機械であって、
前記キャブおよび前記作業機は、前記旋回体の前方を前記走行装置の走行方向に向けたときに、前記走行方向に直交する車幅方向に並設され、
前記作業機は、
前記旋回体に上下方向に揺動自在に枢軸された第１ブームと、
前記第１ブームに対して左右に揺動自在に枢軸された第２ブームと、
前記第２ブームの先端に水平方向に揺動自在に枢軸されたブラケットと、
前記ブラケットに上下方向に揺動自在に枢軸されたアームと、
前記アームに揺動自在に枢軸されたバケットとを備え、
前記第１ブームにおける前記第２ブームの枢軸位置は、前記第１ブームの軸線から前記キャブ側にオフセットされ、
前記第２ブームを前記キャブ側に最も揺動させ、前記バケットを前記旋回体に最も接近させたときに、前記バケットが、前記キャブ内のオペレータシートの高さ位置よりも下側で前記旋回体および前記キャブと干渉しない軌跡を描き、
前記バケットおよび前記キャブの干渉を防止する干渉防止装置を備え、
この干渉防止装置は、
前記キャブに対する前記バケットの位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段で検出された前記バケットの位置に基づいて、前記バケットを減速させる減速制御手段と、
前記バケットが前記オペレータシートの高さ位置よりも下側にあるときに、前記減速制御手段の動作を規制する減速制御規制手段とを備えている
ことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械において、
前記旋回体における前記第１ブームの枢軸位置は、前記オペレータシートと前記キャブの床面との間にある
ことを特徴とする建設機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３３２６７８（Ｐ２００７−３３２６７８Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６６４２６（Ｐ２００６−１６６４２６）
【出願日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（０００１８４６３２）小松ゼノア株式会社 (60)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（０００１８４６３２）小松ゼノア株式会社 (60)
【Ｆターム（参考）】
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